6 Introducción al análisis vibracional.pdf
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INTRODUCCIÓN AL AN TÉRMINOS Y AMPUS TECNOLÓGICO DE SANTA ANITA, MARZO D SIXTO SARMIENT Machinery Lubricant A Vibration Analy ssarmiento@tecs NÁLISIS VIBRACIONAL CONCEPTOS DEL 2011 TO CHIPANA Analyst Level II yst Level II sup.edu.pe
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INTRODUCCIN AL ANLISIS VIBRACIONAL TRMINOS Y CONCEPTOS
CAMPUS TECNOLGICO DE SANTA ANITA, MARZO DEL 2011
SIXTO SARMIENTO CHIPANA Machinery Lubricant Analyst Level II
Vibration Analyst Level II [email protected]
INTRODUCCIN AL ANLISIS VIBRACIONAL TRMINOS Y CONCEPTOS
CAMPUS TECNOLGICO DE SANTA ANITA, MARZO DEL 2011
SIXTO SARMIENTO CHIPANA Machinery Lubricant Analyst Level II
Vibration Analyst Level II [email protected]
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1.1. TodasTodas laslas mquinasmquinas vibranvibran
2.2. LaLa sealseal dede lala vibracinvibracin cambiacambiacuandocuando lala condicincondicin cambiacambia
AnlisisAnlisis VibracionalVibracional
3.3. LoLo queque ustedusted escuchaescucha eses slosloparteparte dede lala historiahistoria..
4.4. ElEl AnlisisAnlisis dede VibracinVibracin lele puedepuedeayudarayudar aa detectardetectar unauna ampliaampliagamagama dede problemasproblemas dede fallafalla
cambiacambia
VibracionalVibracional
sloslo unauna
puedepuedeampliaamplia
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QuQu causancausan laslasLa causa de la vibracin es usualmente controlada por muchos factores tales como:
Causas operativas para el cual a sido diseada la mquina.Tolerancias de fabricacin Tolerancias de fabricacin Tolerancias de instalacinEfectos de los componentes de la mquina por fabricacinEfectos de los componentes de la mquina por desgaste.
La vibracin puede ser utilizada para identificar los defectos por diseo, por fabricacin, por instalacin o por desgaste.
laslas vibracionesvibraciones??La causa de la vibracin es usualmente controlada por muchos
Causas operativas para el cual a sido diseada la mquina.
Efectos de los componentes de la mquina por fabricacinEfectos de los componentes de la mquina por desgaste.
La vibracin puede ser utilizada para identificar los defectos por diseo, por fabricacin, por instalacin o por desgaste.
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AnlisisAnlisis VibracionalVibracional1. Es considerada la tcnica
monitorear las condicionesrotativas
2. La medicin de la vibracinmovimiento peridico
3. Se mide vibraciones conexceso que pueda provocar
4. Se analiza la tendencia.
VibracionalVibracionaltcnica ms efectiva para
condiciones de las mquinas
vibracin es la medida de un
con el objeto de detectar unprovocar averas.
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QuQu causacausa
1.1. El giro del El giro del ejeeje genera genera laslas fuerzasfuerzas
2.2. La La VibracinVibracin generadagenerada porpor esasesascubiertacubierta de la de la mquinamquina a a travstravs
..
la la ibracinibracin??
fuerzasfuerzas friccionalesfriccionales y y rotatoriasrotatorias..
esasesas fuerzasfuerzas eses enviadaenviada a la a la travstravs de los de los cojinetescojinetes
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DEFINICIN DE LA VIBRACINDEFINICIN DE LA VIBRACINEs un movimiento oscilatorio de los cuerpos en la cual plasman cada una
de sus caractersticas.
Po ello, las equipos plasman su propia seal de vibracin y en ella se encuentra la informacin de cada uno de sus componentes. encuentra la informacin de cada uno de sus componentes.
DEFINICIN DE LA VIBRACINDEFINICIN DE LA VIBRACINEs un movimiento oscilatorio de los cuerpos en la cual plasman cada una
de sus caractersticas.
Po ello, las equipos plasman su propia seal de vibracin y en ella se encuentra la informacin de cada uno de sus componentes. encuentra la informacin de cada uno de sus componentes.
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NaturalezaNaturaleza fsicafsica
La magnitud de la vibracin no slo depende de la fuerza sino tambin de las propiedades del sistema y ambos de la velocidad de la mquina
de la de la vibracinvibracin
La magnitud de la vibracin no slo depende de la fuerza sino tambin de las propiedades del sistema y ambos de la velocidad de la mquina
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PROPIEDADES DEL SISTEMAPROPIEDADES DEL SISTEMAPROPIEDADES DEL SISTEMAPROPIEDADES DEL SISTEMA
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CONECTADO AL INSTRUMENTO
SENSOR DE
MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLEMASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE
SENSOR DE VIBRACIN
MASA EN POSICIN DE REPOSO SIN PRESENCIA DE UNA FUERZA DE APLICACIN
SENSOR DE
MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLEMASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE
SENSOR DE VIBRACIN
POSICIN NEUTRAL
MASA EN POSICIN DE REPOSO SIN PRESENCIA DE UNA FUERZA DE APLICACIN
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CONECTADO AL INSTRUMENTO
SENSOR DE VIBRACIN
MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLEMASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE
VIBRACINSENSOR DE VIBRACIN
MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLEMASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE
VIBRACIN
LIMTE SUPERIOR
FUERZA APLICADA
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CONECTADO AL INSTRUMENTO
SENSOR DE
MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLEMASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE
SENSOR DE VIBRACINSENSOR DE
MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLEMASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE
SENSOR DE VIBRACIN
LIMTE INFERIOR
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CONECTADO AL INSTRUMENTO
SENSOR DE
MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLEMASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE
SENSOR DE VIBRACINSENSOR DE
MASA SUSPENDIDA EN UN MUELLEMASA SUSPENDIDA EN UN MUELLE
SENSOR DE VIBRACIN
LIMTE INFERIOR
POSICIN NEUTRAL
LMITE SUPERIOR
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CARACTERSTICAS DE LA VIBRACINCARACTERSTICAS DE LA VIBRACIN
AMPLITUDAMPLITUDDesplazamientoDesplazamientoDesplazamientoDesplazamientoVelocidadVelocidadAceleracinAceleracin
FRECUENCIAFRECUENCIAFASEFASE
CARACTERSTICAS DE LA VIBRACINCARACTERSTICAS DE LA VIBRACIN
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ANALIZANDO LA AMPLITUDANALIZANDO LA AMPLITUD
sen wtA x =
Desplazamiento
sen wtA x =
Aceleracin
Velocidad
wtcos Aw x =
sen wt Aw- x 2=
Aceleracin
ANALIZANDO LA AMPLITUDANALIZANDO LA AMPLITUD
Desplazamiento
Aceleracin
Velocidad
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Movimiento Armnico SimpleMovimiento Armnico Simple
La onda de desplazamiento es sinusoidal.
Movimiento Armnico SimpleMovimiento Armnico Simple
La onda de desplazamiento es sinusoidal.
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LA AMPLITUD: CARACTERSTICASLA AMPLITUD: CARACTERSTICASLA AMPLITUD: CARACTERSTICASLA AMPLITUD: CARACTERSTICAS
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Elija el Punto de medicin Elija
la direcci
nElija
la direcci
n
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Podemos medir
DESPLAZAMIENTO
VELOCIDADO
ACELERACIN
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DESPLAZAMIENTO = Distancia recorrida (miles)
En cualquier punto en el tiempo...
Lectura de velocidad (mph)
Cmo esta el movimiento
DESPLAZAMIENTO = Distancia recorrida (miles)
En cualquier punto en el tiempo...
VELOCIDAD= Lectura de velocidad (mph)
ACELERACIN =Cmo esta el movimiento
de sus pies.
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MovimientoMovimiento fsicofsicoobjetoobjeto queque vibravibra
DESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO
objetoobjeto queque vibravibra MedidoMedido en los en los componentescomponentes
bajabaja frecuenciafrecuencia MedidoMedido en en milsimasmilsimas
fsicofsico actual de un actual de un
DESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO
componentescomponentes de de
milsimasmilsimas o o micrasmicras
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MedicinMedicin dede lala trayectoriatrayectoria
SeSe usausa parapara bajasbajas frecuenciasfrecuencias
DESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO
SeSe usausa parapara bajasbajas frecuenciasfrecuencias11,,200200 CPM)CPM) yy sese relacionarelaciona
SeSe utilizautiliza concon unun acelermetroacelermetrodoblementedoblemente integradaintegradadesplazamientodesplazamiento
trayectoriatrayectoria totaltotal dede lala masamasa..
frecuenciasfrecuencias (de(de 00 aa
DESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO
frecuenciasfrecuencias (de(de 00 aarelacionarelaciona aa loslos esfuerzosesfuerzos..
acelermetroacelermetro yy lala sealseal esesintegradaintegrada parapara obtenerobtener
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Am
p
l
i
t
u
d
DESPLAZAMIENTO ES LO MS FCIL DE DESPLAZAMIENTO ES LO MS FCIL DE VISUALIZARVISUALIZAR
A
m
p
l
i
t
u
d
DESPLAZAMIENTO ES LO MS FCIL DE DESPLAZAMIENTO ES LO MS FCIL DE VISUALIZARVISUALIZAR
TiempoEste es la onda en el tiempo que registra la
vibracin en desplazamiento
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MedidaMedida de la de la velocidadvelocidadmasamasa eses movidamovida
UnidadUnidad de de medidamedida preferidapreferida
VELOCIDADVELOCIDAD
UnidadUnidad de de medidamedida preferidapreferidaefectivaefectiva y y eficazeficaz sobresobregamagama, de , de frecuenciasfrecuenciasfrecuenciasfrecuencias..
MedidoMedido en en PulgPulg//segseg
velocidadvelocidad al al culcul la la
preferidapreferida comocomo
VELOCIDADVELOCIDAD
preferidapreferida comocomosobresobre unauna ampliaamplia
frecuenciasfrecuencias bajasbajas a a altasaltas
segseg o mm/o mm/segseg
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Medicin de la velocidad a la cul la masa se Medicin de la velocidad a la cul la masa se est moviendo durante sus oscilaciones. Ms est moviendo durante sus oscilaciones. Ms rpido una mquina se rpido una mquina se flexeflexepor fatiga. por fatiga.
VELOCIDADVELOCIDAD
Se utiliza para rangos de frecuencias entre 600 y Se utiliza para rangos de frecuencias entre 600 y 60,000 CPM y se relaciona con la fatiga.60,000 CPM y se relaciona con la fatiga.
Se mide directamente con un pick up de Se mide directamente con un pick up de velocidad o con un acelermetro donde la seal velocidad o con un acelermetro donde la seal es integrada para obtener velocidad.es integrada para obtener velocidad.
Medicin de la velocidad a la cul la masa se Medicin de la velocidad a la cul la masa se est moviendo durante sus oscilaciones. Ms est moviendo durante sus oscilaciones. Ms
flexeflexe, ms pronto fallar , ms pronto fallar
VELOCIDADVELOCIDAD
Se utiliza para rangos de frecuencias entre 600 y Se utiliza para rangos de frecuencias entre 600 y 60,000 CPM y se relaciona con la fatiga.60,000 CPM y se relaciona con la fatiga.
Se mide directamente con un pick up de Se mide directamente con un pick up de velocidad o con un acelermetro donde la seal velocidad o con un acelermetro donde la seal es integrada para obtener velocidad.es integrada para obtener velocidad.
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La velocidad es cero pues el objeto viene de una parada
antes de mover en la direccin opuesta
La velocidad es cero pues el
antes de mover en la direccin La velocidad es la ms
alta aqu
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Rata de Rata de cambiocambio de de EnfatizaEnfatiza picospicos de de
ACELERACINACELERACIN
EnfatizaEnfatiza picospicos de de el el espectroespectro
MedidoMedido en gsen gs
de de velocidadvelocidadde de altaalta frecuenciafrecuencia en en
ACELERACINACELERACIN
de de altaalta frecuenciafrecuencia en en
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EsEs lala medidamedida ptimaptimasuperioressuperiores aa 6060,,000000 CPMCPMfuerzafuerza..
ACELERACINACELERACIN
LaLa aceleracinaceleracin eses mayormayorvelocidadvelocidad eses mnimamnima..LaLa aceleracinaceleracin eses lala medicinmedicinlala amplitudamplitud dede vibracin,vibracin,msms aa menudomenudo directamentedirectamenteconcon elel usouso dede unun acelermetroacelermetro
parapara altasaltas frecuencias,frecuencias,CPMCPM yy sese relacionarelaciona concon lala
ACELERACINACELERACIN
mayormayor enen elel instanteinstante enen queque lala
medicinmedicin msms dificultosadificultosa dedevibracin,vibracin, peropero eses elel parmetroparmetro
directamentedirectamente medidomedido enen elel campocampoacelermetroacelermetro..
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La aceleracin es la ms alta cuando la velocidad es la mnima
El objeto ha desacelerado y parado y est cerca de iniciar la aceleracin otra vez
La aceleracin es la ms alta cuando la velocidad es la mnima
El objeto ha desacelerado y parado y est cerca de iniciar la aceleracin otra vez
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ComparacinComparacin de de VelocidadVelocidad, , DesplazamientoDesplazamientoDesplazamientoDesplazamiento y y aceleracinaceleracin
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ComparacinComparacin de de VelocidadVelocidad, , DesplazamientoDesplazamiento
Velocidad es la mejor sobre una gama de frecuencia ancha
Desplazamiento es usada para medir bajas
frecuencias: Bajas RPM
DesplazamientoDesplazamiento y y aceleracinaceleracin
Aceleracin es usada para medir altas
frecuencias:Frecuencias de
rodamientos
Velocidad es la mejor sobre una gama
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Cmo se mide la vibracin
ANALIZANDO LA FRECUENCIAANALIZANDO LA FRECUENCIA
Cmo se mide la vibracin
ANALIZANDO LA FRECUENCIAANALIZANDO LA FRECUENCIA
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1.1. Nmero de eventos por unidad de tiempoNmero de eventos por unidad de tiempo
2.2. Identifica la fuente del problema Identifica la fuente del problema
LA FRECUENCIALA FRECUENCIA
2.2. Identifica la fuente del problema Identifica la fuente del problema a detectar lo que est mal en la mquinaa detectar lo que est mal en la mquina
3.3. Si la frecuencia ayuda a detectar la fuente del Si la frecuencia ayuda a detectar la fuente del problema, la amplitud va a indicar la severidad problema, la amplitud va a indicar la severidad del problemadel problema
Nmero de eventos por unidad de tiempoNmero de eventos por unidad de tiempo
Identifica la fuente del problema Identifica la fuente del problema ayudndonos ayudndonos
LA FRECUENCIALA FRECUENCIA
Identifica la fuente del problema Identifica la fuente del problema ayudndonos ayudndonos a detectar lo que est mal en la mquinaa detectar lo que est mal en la mquina
Si la frecuencia ayuda a detectar la fuente del Si la frecuencia ayuda a detectar la fuente del problema, la amplitud va a indicar la severidad problema, la amplitud va a indicar la severidad
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El impulsor gira 5 veces cada El impulsor gira 5 veces cada segundo.segundo.
Aderimos una masa el cual Aderimos una masa el cual genera una fuerza de desbalance.genera una fuerza de desbalance.
LA SEAL BSICA DE VIBRACINLA SEAL BSICA DE VIBRACINLA SEAL BSICA DE VIBRACINLA SEAL BSICA DE VIBRACIN
Un segundo de tiempoUn segundo de tiempo
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Hertz = Hz = Ciclos por segundoHertz = Hz = Ciclos por segundoRPM = Revoluciones por MinutoRPM = Revoluciones por MinutoCPM = Ciclos por minutoCPM = Ciclos por minutoCPM = RPM = Hz x 60CPM = RPM = Hz x 60
Velocidad del impulsor = 5 Hz 300 RPMVelocidad del impulsor = 5 Hz 300 RPM
LA FRECUENCIALA FRECUENCIA
Velocidad del impulsor = 5 Hz 300 RPMVelocidad del impulsor = 5 Hz 300 RPM
LA FRECUENCIALA FRECUENCIA
Periodo = 1/FrecuenciaPeriodo = 1/FrecuenciaVelocidad del impulsor = 5 Hz 300 RPMVelocidad del impulsor = 5 Hz 300 RPM
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El impulsor gira ahora dos veces ms rpidoEl impulsor gira ahora dos veces ms rpido Los ciclos de la forma de onda estn ms cercanos y juntos.Los ciclos de la forma de onda estn ms cercanos y juntos.
Velocidad del impulsor = 10 Hz 600 RPMVelocidad del impulsor = 10 Hz 600 RPM
LA FRECUENCIALA FRECUENCIA
El impulsor gira ahora dos veces ms rpidoEl impulsor gira ahora dos veces ms rpidoLos ciclos de la forma de onda estn ms cercanos y juntos.Los ciclos de la forma de onda estn ms cercanos y juntos.
Velocidad del impulsor = 10 Hz 600 RPMVelocidad del impulsor = 10 Hz 600 RPM
LA FRECUENCIALA FRECUENCIA
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la altura de la onda es la la altura de la onda es la amplitud.amplitud.
Debido al peso en un labe, el Debido al peso en un labe, el nivel de la vibracin aumenta nivel de la vibracin aumenta
La amplitud
nivel de la vibracin aumenta nivel de la vibracin aumenta mientras el ventilador aceleramientras el ventilador acelera
La amplitud
Desplazamiento: mils o micrasDesplazamiento: mils o micrasVelocidad: in/sec or mm/secVelocidad: in/sec or mm/secAceleracion: gAceleracion: g
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1,4 0,050 Seg
1 cicloPeriodo = t
-1,4 Frecuencia (f) = 1/tEs decir f = 1 / 0,050 = 20 ciclos
Tiempo
Es decir 0,050 Seg / ciclo
200 mseg
ciclos / Seg Hz
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1.Calcular la amplitud pico pico de la forma de onda en
2.Calcular la amplitud pico de la forma de onda en micras
3.Calcular el periodo en segundos de la forma de onda
4.Calcular la frecuencia de la forma de onda en CPM
5.Calcular la amplitud pico de la velocidad de la forma de onda, en pulg/seg (IPS)
6.Calcular la amplitud RMS de la velocidad de la forma de onda, en pulg/seg (IPS)
7.Calcular la amplitud pico de la aceleracin de la forma de onda, en gs
pico de la forma de onda en mils.
Calcular la amplitud pico de la forma de onda en micras
Calcular el periodo en segundos de la forma de onda
Calcular la frecuencia de la forma de onda en CPM
Calcular la amplitud pico de la velocidad de la forma de onda, en
Calcular la amplitud RMS de la velocidad de la forma de onda, en
Calcular la amplitud pico de la aceleracin de la forma de onda, en
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1.Calcular la amplitud RMS de la forma de onda en
2.Calcular la amplitud pico de la forma de onda en micras
3.Calcular la frecuencia de la forma de onda en CPM
4.Calcular la amplitud pico de la velocidad de la forma de onda, en 4.Calcular la amplitud pico de la velocidad de la forma de onda, en pulg/seg (IPS)
5.Calcular la amplitud RMS de la velocidad de la forma de onda, en pulg/seg (IPS)
6.Calcular la amplitud pico de la aceleracin de la forma de onda, en gs
Calcular la amplitud RMS de la forma de onda en mils.
Calcular la amplitud pico de la forma de onda en micras
Calcular la frecuencia de la forma de onda en CPM
Calcular la amplitud pico de la velocidad de la forma de onda, en Calcular la amplitud pico de la velocidad de la forma de onda, en
Calcular la amplitud RMS de la velocidad de la forma de onda, en
Calcular la amplitud pico de la aceleracin de la forma de onda, en
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Cmo se mide la vibracinCmo se mide la vibracin
ANALIZANDO LA FASEANALIZANDO LA FASE
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1.1. EsEs unauna medidamedida dede lala diferenciadiferenciaondasondas sinusoidalessinusoidales..
2.2. AunqueAunque lala fasefase eses unauna diferenciadiferenciasese midemide enen trminostrminos dede ngulo,ngulo,
LA FASELA FASE
sese midemide enen trminostrminos dede ngulo,ngulo,
3.3. EsoEso eses unauna normalizacinnormalizacinciclociclo dede lala ondaonda sinsin considerarconsiderardede tiempotiempo..
4.4. LaLa diferenciadiferencia enen fasefase entreentrellamallama desfasedesfase oo desplazamientodesplazamiento
diferenciadiferencia dede tiempotiempo entreentre dosdos
diferenciadiferencia dede tiempo,tiempo, siempresiemprengulo,ngulo, enen gradosgrados oo radianesradianes..
LA FASELA FASE
ngulo,ngulo, enen gradosgrados oo radianesradianes..
normalizacinnormalizacin deldel tiempotiempo queque requiererequiere ununconsiderarconsiderar susu verdaderoverdadero perodoperodo
entreentre dosdos formasformas dede ondaonda sesedesplazamientodesplazamiento dede fasefase..
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LA FASELA FASELA FASELA FASE
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LA FASELA FASELA FASELA FASE
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LA FASELA FASELA FASELA FASE
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LA FASELA FASELA FASELA FASE
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ComparacinComparacin de de VelocidadVelocidad, , DesplazamientoDesplazamientoDesplazamientoDesplazamiento y y aceleracinaceleracin
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ComparacinComparacin de de VelocidadVelocidad, , DesplazamientoDesplazamientoDesplazamientoDesplazamiento y y aceleracinaceleracin
